實用軟件工程（附微課視頻 第3版）

呂雲翔，北京航空航天大學軟件學院副教授。長期從事“軟件工程基礎”課程的一線教學，曾多次獲得北航校級教學成果獎。“軟件工程基礎”課程獲評2021中國計算機教育大會計算機類教學資源建設優秀課程配套資源與優秀教學案例獎。具有多年的軟件開發、項目管理、計算機教學經驗，對IT行業具有較全面的認識，主編暢銷教材多部。

第一部分　軟件工程概述

第1章　軟件與軟件工程　2

1.1　軟件　2

1.1.1　軟件的概念及特點　2

1.1.2　軟件的分類　3

1.2　軟件危機　5

1.2.1　軟件危機的表現與產生原因　5

1.2.2　軟件危機的啟示　6

1.3　軟件工程　6

1.3.1　軟件工程的概念　6

1.3.2　軟件工程研究的內容　7

1.3.3　軟件工程的目標和原則　7

1.3.4　軟件工程知識體系　8

1.4　軟件開發方法　9

1.5　軟件工程工具　11

1.6　軟件工程人員的職業道德　12

1.6.1　ACM/IEEE道德準則　13

1.6.2　職業倫理　13

1.6.3　應該註意的一些道德問題　13

1.7?“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”案例介紹　15

本章小結　15

習題　15

第2章　軟件過程　17

2.1　軟件生命周期的基本任務　17

2.2　軟件過程模型　18

2.2.1　瀑布模型　18

2.2.2　快速原型模型　18

2.2.3　增量模型　19

2.2.4　螺旋模型　20

2.2.5　噴泉模型　21

2.2.6　統一軟件開發過程模型　21

2.2.7　基於組件的開發模型　22

2.2.8　敏捷模型　23

2.2.9　幾種模型的對比　32

2.2.10　幾種模型之間的關系　32

2.2.11　如何選擇軟件過程模型　33

2.3　軟件過程模型實例　34

本章小結　34

習題　34

第二部分　可行性研究與項目開發計劃

第3章　可行性研究與項目開發計劃　3

3.1　項目立項概述　37

3.2　可行性研究的內容　38

3.2.1　技術可行性研究　38

3.2.2　操作可行性研究　38

3.2.3　經濟可行性研究　38

3.3　可行性研究的步驟　40

3.4　可行性研究實例　41

3.5　制定項目開發計劃　49

3.6　案例：“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的軟件開發計劃書　50

本章小結　50

習題　50

第三部分　結構化分析與設計

第4章　結構化分析　53

4.1　需求分析　53

4.1.1　需求分析的任務和原則　53

4.1.2　需求分析的步驟　55

4.1.3　需求管理　56

4.1.4　需求分析的常用方法　57

4.2　結構化分析方法　58

4.3　結構化分析建模　59

4.3.1　功能建模　59

4.3.2　數據建模　62

4.3.3　行為建模　63

4.3.4　數據字典　65

4.3.5　加工規格說明　65

4.4　結構化分析的圖形工具　67

4.4.1　層次方框圖　67

4.4.2　Warnier圖　67

4.4.3　IPO圖　68

4.5　結構化分析實例　69

本章小結　71

習題　71

第5章　結構化設計　74

5.1　軟件設計的基本概念　74

5.1.1　軟件設計的意義和目標　75

5.1.2　軟件設計的原則　75

5.1.3　軟件設計的分類　78

5.2　軟件體系結構　79

5.2.1　軟件體系結構概述　79

5.2.2　軟件體系結構的作用　80

5.2.3　典型的軟件體系結構風格　81

5.2.4　客戶端/服務器模式的分布式體系結構　82

5.2.5　MVC模型　84

5.3　結構化設計概述　85

5.4　結構化設計與結構化分析的關系　85

5.5　結構化設計方法　86

5.5.1　表示軟件結構的圖形工具　86

5.5.2　面向數據流的設計方法　87

5.5.3　面向數據結構的設計方法　90

5.6　接口設計　94

5.6.1　接口設計概述　94

5.6.2　界面設計　94

5.7　數據設計　95

5.8　過程設計　98

5.8.1　程序流程圖　98

5.8.2　N-S圖　99

5.8.3　PAD　99

5.8.4　過程設計語言　100

5.9　軟件設計評審　101

5.10　軟件設計實例　101

本章小結　106

習題　106

第四部分　面向對象分析與設計

第6章　面向對象方法與UML　110

6.1　面向對象的軟件工程方法　110

6.1.1　面向對象的基本概念　110

6.1.2　面向對象的軟件工程方法的特征與優勢　112

6.1.3　面向對象的實施步驟　112

6.2　UML　113

6.2.1　UML簡述　113

6.2.2　UML的應用範圍　113

6.2.3　UML的圖　114

6.3　靜態建模機制　114

6.3.1　用例圖　114

6.3.2　類圖和對象圖　116

6.3.3　包圖　120

6.4　動態建模機制　121

6.4.1　順序圖　121

6.4.2　協作圖　122

6.4.3　狀態圖　123

6.4.4　活動圖　123

6.5　描述物理架構的機制　124

6.5.1　組件圖　125

6.5.2　部署圖　125

6.6　面向對象方法與UML實例　125

本章小結　128

習題　129

第7章　面向對象分析　132

7.1　面向對象分析與結構化分析　132

7.2　面向對象分析方法　132

7.2.1　面向對象分析過程　133

7.2.2　面向對象分析原則　134

7.3　面向對象建模　135

7.3.1　建立對象模型　135

7.3.2　建立動態模型　140

7.3.3　建立功能模型　142

7.3.4　3種模型之間的關系　143

7.4　面向對象分析實例　143

7.5　案例：“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的需求規格說明書　153

本章小結　153

習題　154

第8章　面向對象設計　156

8.1　面向對象設計與結構化設計　156

8.2　面向對象設計與面向對象分析的關系　156

8.3　面向對象設計的過程與原則　157

8.3.1　面向對象設計的過程　157

8.3.2　面向對象設計的原則　158

8.4　面向對象設計的啟發規則　161

8.5　系統設計　161

8.5.1　系統分解　162

8.5.2　問題域子系統的設計　163

8.5.3　人機交互子系統的設計　165

8.5.4　任務管理子系統的設計　166

8.5.5　數據管理子系統的設計　168

8.6　對象設計　171

8.6.1　設計類中的服務　171

8.6.2　設計類的關聯　172

8.6.3　對象設計優化　173

8.7　軟件設計模式　176

8.7.1　工廠模式　177

8.7.2　橋接模式　177

8.7.3　策略模式　178

8.7.4　其他模式　178

8.8　面向對象設計實例　179

8.9　案例：“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的軟件設計說明書　191

本章小結　191

習題　191

第五部分　軟件實現、測試與維護

第9章　軟件實現　195

9.1　編程語言　195

9.1.1　編程語言的發展與分類　195

9.1.2　選擇編程語言時需考慮的因素　199

9.2　編碼風格與規範　199

9.3　面向對象實現　203

9.4　代碼復用　204

9.5　分析和評價代碼的質量　205

9.6　軟件實現實例　206

9.7　案例：“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的源代碼　207

本章小結　207

習題　208

第10章　軟件測試與維護　210

10.1　軟件測試的基本概念　210

10.1.1　軟件測試的原則　211

10.1.2　軟件測試的分類　212

10.1.3　軟件測試模型　212

10.2　測試用例　214

10.2.1　測試用例編寫　214

10.2.2　測試用例設計　214

10.2.3　測試用例場景　214

10.3　軟件測試方法　214

10.4　黑盒測試　215

10.4.1　等價類劃分法　215

10.4.2　邊界值分析法　217

10.4.3　錯誤推測法　219

10.4.4　因果圖法　219

10.4.5　決策表法　221

10.4.6　場景法　221

10.4.7　黑盒測試方法選擇　223

10.5　白盒測試　223

10.5.1　代碼檢查法　223

10.5.2　靜態結構分析法　224

10.5.3　程序插樁技術　224

10.5.4　邏輯覆蓋法　224

10.5.5　基本路徑法　226

10.5.6　白盒測試方法選擇　227

10.5.7　白盒測試與黑盒測試比較　228

10.6　軟件測試的一般步驟　228

10.7　單元測試　229

10.7.1　單元測試概述　229

10.7.2　單元測試內容　229

10.7.3　單元測試方法　230

10.8　集成測試　231

10.8.1　集成測試概述　231

10.8.2　集成測試策略　231

10.9　系統測試　234

10.9.1　系統測試概述　234

10.9.2　系統測試類型　234

10.10　驗收測試　236

10.10.1　驗收測試概述　236

10.10.2　驗收測試內容　236

10.10.3　α測試和β測試　236

10.11　回歸測試　237

10.12　面向對象測試　237

10.13　自動化測試　239

10.14　軟件調試　240

10.14.1　調試過程　240

10.14.2　調試途徑　240

10.15　軟件維護　241

10.15.1　軟件部署與軟件交付　241

10.15.2　軟件維護的過程　241

10.15.3　軟件維護的分類　243

10.15.4　軟件的可維護性　243

10.15.5　軟件維護的副作用　244

10.15.6　軟件運維　245

10.15.7　軟件再工程——重構、正向工程、逆向工程　246

10.16　軟件測試實例　247

10.17　案例：“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的測試報告和部署文檔　255

本章小結　256

習題　256

第六部分　軟件工程管理

第11章　軟件工程管理　260

11.1　軟件估算　260

11.1.1　軟件估算的概念　260

11.1.2　軟件估算的方法　261

11.1.3　軟件估算的原則與技巧　263

11.2　軟件開發進度計劃　263

11.2.1　甘特圖　263

11.2.2　PERT圖　264

11.3　軟件開發人員組織　267

11.3.1　民主制程序員組　267

11.3.2　主程序員組　267

11.3.3　現代程序員組　267

11.4　軟件開發風險管理　268

11.4.1　軟件開發風險　268

11.4.2　軟件開發風險管理　268

11.5　軟件質量保證　270

11.5.1　軟件質量的基本概念　270

11.5.2　軟件質量保證的措施　271

11.6　軟件配置管理　271

11.6.1　軟件配置管理術語　272

11.6.2　配置管理的過程　274

11.7　軟件工程標準與軟件文檔　274

11.7.1　軟件工程標準　274

11.7.2　軟件文檔　276

11.8　軟件過程能力成熟度模型　277

11.9　軟件項目管理　279

11.9.1　軟件項目管理概述　279

11.9.2　軟件項目管理與軟件工程的關系　280

11.10　軟件安全　280

11.11　軟件工程管理實例　280

11.12　案例：“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的用戶使用說明書　282

本章小結　282

習題　283

附錄A　軟件工程常用工具及其應用　285

附錄B　基於“‘墨韻’讀書會圖書共享平臺”的實驗　291

附錄C　軟件開發綜合項目實踐詳解（圖書館信息管理系統）　293

附錄D　綜合案例　294

案例1：問卷星球　294

案例2：在線音樂播放平臺　295

附錄E　本書配套微課視頻清單　296

參考文獻　299